连仲月
摘 要 信息技术应用于小学科学课堂教、学、评的全过程，从设计在线问卷工具了解学生起点，确定合理的学习目标，到融合信息技术设计教学流程，实现教、学、评一体化，教师借助技术手段有效指导学生进行科学实践，提高解决问题的能力。
关键词 教育信息化；
信息技术；
小学科学；
教、学、评一致性；
虚拟实验室平台
中图分类号：G623.6 文献标识码：B
文章编号：1671-489X（2023）09-0082-04
0 引言
2022年4月21日，义务教育课程方案和课程标准（2022年版）颁布。对于义务教育新课标，特级教师崔成林認为：以学业质量标准为核心来落实“教、学、评一体化”是“基于新课标的学校教学改革重点”[1]。“教、学、评一体化”即目标、教学、评价一致性原则，充分体现“教、学、考”一致问题。它既反映了课程思维的本质要求，也是教师教育教学专业化水平的集中体现。笔者尝试逆向设计“评价早于教学活动”来设计教学活动，实现科学课堂教学评一致性。同时，泉州市泉港区正在推进教育信息化2.0时代教师信息技术应用，信息技术在小学科学课堂上的应用已从边缘化的媒介走向内核式的学习支持，以自然、合理、恰当、不可替代的方式融入学生的有效学习过程中去。
下面，笔者就以“模拟安装照明电路”一课为例，谈谈在小学科学课堂教、学、评一致性的教学实践中如何融合现代教育信息技术，提高课堂教学的有效性。
“模拟安装照明电路”是教科版小学科学四年级下册“电路”单元的总结课，也是单元知识的综合应用课和工程实践课。由于受到各方面条件的限制，安装房间照明电路不是本课目的，以真实任务驱动学生应用单元电路知识进行工程设计活动才是本课的核心内容与目标，这个核心目标也突出体现了技术与工程领域目标中“工程的关键是设计”的要求。在本课学习中，学生要经历完整的工程设计活动，完成安装房间照明电路的工程任务。工程设计活动要迁移应用本单元学习到的电路知识，感受工程设计的复杂性，体会科学与技术的密切联系。通过工程实践活动，培养学生解决技术与工程实践问题的能力。
1 设计在线问卷工具了解学生起点，确定合理的学习目标
清晰的目标是教、学、评一致性的前提和灵魂[2]。在制定合理的目标时，除了要关注课程标准和教材特点外，还应该关注具体学生，特别要研究他们真实的学习起点——如果不明确起点在哪里，也就无法确定目标到何处。为了解学生的已有知识，笔者在新课讲授前组织学生基于教材进行课前预习活动，运用问卷星设计调查问卷，通过微信组织学生填写问卷，快速搜集和分析学生信息，有效了解学情。通过了解，笔者发现学生已经知道怎样连接一个简单电路和怎样用开关来控制电路的通与断，但大部分学生只会用导线把所有的开关和灯泡连接起来，不懂得选择不同的材料连接出不同的电路，实现在房间安装两盏灯并分别用两个开关控制亮灭的任务。
结合课程标准和教材特点，笔者确定以下学习目标：
1）能够根据已经掌握的电路知识，小组合作选择不同的材料，在房间平面图上按要求设计电路，能连接出不同的电路，体验科技创造中运用科学知识的重要性；
2）能够利用虚拟实验室平台测试自己设计的电路并有针对性地进行改进完善；
3）能够将设计方案与别人交流，并倾听他人的意见和建议，然后修改和优化方案；
4）能够根据设计，小组合作“安装”电路到“房间”中，体会人们的需要是科学技术不断进步的主要动力。
2 设计有效的评价任务和评价标准，推进教学评一致
学习目标确定后，教师需要编制适合的评价方案，判断学习目标中所描述的各种要求，以此来评判学生的学习状况，从而进行预测、反馈与指导，促进教与学都能按照有效的目标导引方向进行。于是，笔者设计一个“大”的评价任务，就是让学生学会设计分别用两个开关控制两盏灯的电路并安装。笔者想让学生在这一个开放性大任务的驱使下，通过自行设计、测试、交流、改进、安装、调试、再改进的过程，感受工程设计的复杂性。在这一个大任务引领下，笔者设计三个与学习目标匹配的评价任务。
1）在房间平面图上标记出照明灯、阅读灯的位置和相应开关的位置，确定电池安放的位置，设计电线的布线路径，做到两个开关分别控制两盏灯（检测目标1）；
在虚拟实验室平台测试自己设计的电路并有针对性地进行改进完善（检测目标2）。
2）分享交流设计方案，认真倾听他人的建议并加以修改优化原来的设计图（检测目标3）。
3）根据设计，模拟“房间”安装电路、测试并展示（检测目标4）。
3 融合信息技术设计教学流程，实现教学评一体化
3.1 应用VR技术创设情境，提出学习任务
情境认知理论强调：学习内容与活动的安排要与人类社会的具体实践相联通，最好在真实的情境中，通过类似人类真实实践的方式来组织教学。在信息技术飞速发展的当下，教师可结合教学内容，充分利用网络、人工智能、视频等技术来创设情境，积极营造良好的课堂氛围，激发学生的学习兴趣与探索欲望。在课堂导入环节，教师可以应用VR技术带领学生参观未装修的家，夜幕降临，房间里黑漆漆的。教师继而提出要求：请同学们运用所学的电路知识当回小电工，帮老师给其中一个房间安装上两盏灯——阅读灯和照明灯，并分别用两个开关控制。相比于传统教学中出示房间图片的情境，应用VR技术更能调动学生的探究兴趣，课堂的氛围更活跃，学生的参与度更高，充分发挥了学生的主观能动性。
3.2 利用任务单和小视频呈现评价任务和评价标准
怎样完成“在房间安装上两盏灯——阅读灯和照明灯，分别用两个开关控制”的任务呢？笔者利用任务单（见表1）组织学生参与评价标准的制订，在制订标准过程中明白评价任务，然后配以小视频适当解释。对于评价标准的制订，笔者主要参照2022版新课标中的“学业要求”和“学业质量描述”，而且尽量做到简单明了。
新课标中的“工程设计与物化”课程内容对3～4年级的“学业要求”是[3]：
能提出满足一定限制条件的简单设计问题和多种设计方案。
能用多种方式说明设计思路，选择适当的方案。
能完成实物模型制作，发现实物模型的不足并进行改进。
具有技术与工程方面的操作兴趣，愿意动手尝试。
相应的，“学业质量描述”为[3]：
能基于常见事物的抽象概念展开发散，突破熟悉的生活情境中常见的科学问题的思维定式，针对事物的外在特征提出有一定新颖性和合理性的观点，抓住事物的外在特征进行设计；
掌握常见工具的使用方法，利用所学科学原理，通过构思、设计、实施、检验等过程，考虑多种因素，完成简单的工程任务；
能发现所制作模型的问题，并进行适当的改进。
能在好奇心驱使下，对生活中常见自然现象的特征或现象发生的条件、过程表现出操作兴趣，如实记录和报告观察与实验的信息；
能有依据地质疑别人的观点，尝试利用所学科学原理，运用多种材料、多种思路、多种方法完成探究和实践；
愿意分享自己的想法，接纳他人观点，完善探究活动；
了解科学技术对人类生活方式和生产方式有影响，人类的生活和生产可能对环境造成破坏；
理解节约资源和保护环境的重要性。
3.3 利用虚拟实验室平台测试优化电路设计图
本课的重难点是应用单元电路知识进行工程设计活动。一般的流程是“设计电路图—交流设计方案—模拟安装电路—测试—展示”，这样下来，发现学生在“设计电路图”这一环节落实不到位，而且在模拟安装电路和测试电路时耗时较长且耗材太严重。笔者想到虚拟实验室平台，让学生设计电路图时，利用虚拟实验室平台进行模拟测试，看看自己设计的电路是否符合要求。
教学用的虚拟实验室平台是指借助多媒体、仿真和虚拟现实等技术在计算机上营造可辅助、部分替代甚至全部替代传统实验各操作环节的相关软硬件操作环境，实验者可以像在真实的环境中一样完成各种实验项目，所取得的实验效果等价于甚至优于在真实环境中所取得的效果[4]。目前，很多工程师都是用专业的电路设计软件去设计和完成测试，本课让学生采用虚拟实验测试自己的设计图符合信息时代的要求。
在课堂上，学生可以在虚拟实验室平台上拖出所需的实验器材，如电池、灯泡、导线、开关等，根据自己设计的电路图连接导线，按下开关即可测试自己的电路是否符合要求。如果不符合要求，可以重新修改设计图再测试。
3.4 利用希沃白板互动功能汇报展示电路设计图
因课堂时间有限，仍会有个别小组设计的电路图无法做到两个开关分别控制两盏灯。这时就有必要交流设计方案，将设计方案与别人交流，并倾听他人的意见和建议，然后修改和优化方案，这是工程师工作的重要内容。这个活动帮助学生体验任何一个产品的成功，都要不断修改和优化设计方案，工程设计很重要。在教学中，可以选择没成功的小组和成功的小组各展示1～2组，比较成功的电路是怎样连接的，没成功的电路连接应该怎样修改。
在学生汇报时，教师可借助希沃白板的互动功能让学生直接在白板上绘制设计图。具体做法：在白板上出示房间平面图（含有门、窗、书桌、床），旁边准备好两个灯泡、两个小开关、一节电池；
学生可以直接把这些物品拖到要安放的位置，再用手画出导线把它们连接起来。之后，学生根据设计图在虚拟实验室平台测试。这样，其他学生就能更直观地了解汇报小组的电路连接情况，更容易发现成功的电路是怎样连接的，没成功的电路连接应该怎样修改，营造良好的分享交流氛围，提高交流质量。从学生的汇报上看，在电路的概念理解上，因有虚拟实验直观的支持，学生的表述也更清晰。可见，虚拟实验高效率和形象直观的特点，对学生获取科学事实进而理解科学概念具有重要的作用。
最后，留足时间让学生修改完善设计图。至此，学生设计电路图的任务才算完成。
3.5 小组合作模拟安装电路、测试和展示
设计图优化完善之后，就可以照着修改后的图纸在纸箱（模拟房间）上开始安装电路。安装房间照明电路虽不是本课目的，但本课的连接活动是工程设计中建造模型开展测试的工程设计环节，要与真实房间电路安装区别开。学生在小组合作安装测试前，教师要提示学生以下几点：
1）确定一个施工的流程，先干什么，再干什么，最后干什么；
2）分工明确，尽量每个成员都有操作的机会；
3）注意安全，并完成任务单中的自评。
等每个小组都安装、测试好后，每个小组展示他们安装后的房间电路，分享各自的想法，并演示用开关如何控制房间内电灯的开与关。
采取这种虚拟实验与真实实验相结合的办法开展教学，虚实结合，使各小组都成功完成“在房间安装上两盏灯——阅读灯和照明灯，分别用两个开关控制”的任务。
4 应用班级优化大师开展实时学习评价，促进学生全面发展
除了利用评价任务评价学生外，笔者还应用班级优化大师开展实时学习评价，从探究能力、小组合作、学习态度等维度去评价每一名学生。班级优化大师可以将学生在课堂中的表现记录下来，比如：学生认真完成实验，立刻就可以点评为“动手能力强”；
学生认真倾听，就可以点评为“认真倾听”，课堂积分随之增加。学生的倾听、实验设计与操作、交流与反馈、参与合作、记录等，这些课堂表现都可以利用平台即时记录。
使用时，教师先在平台上建好班级，导入学生名单，系统会为每一位学生自动设定专属卡通角
色；
接着根据科学学科核心素养的各个要素，有针对性地设定表扬和待改进评价项目和相应的分值。教师通过相应评价项目的加减分，均可随时随地对学生提出问题、大胆猜想、实验求证、团结协作等课堂表现进行评价和记录。学生查看自己积分发生增减变化时，就会追根溯源，从而进一步认识到自己的优点和不足，如“关爱他人、善于合作”和“不整理实验器材”等，这样更能激起小学生的好奇心和好胜心。
5 结束语
综上，将现代信息技术应用于小学科学课堂教学评的全过程，教师可以借助技术手段化繁为简，精准设置评价任务，科学评价学生表现，有效指导学生运用不同的方法进行科学实践，提高解决问题的能力。
6 参考文献
[1] 新课标如何落实到课堂？：特级教师崔成林给出答案 [EB/OL].（2022-04-24）[2022-05-18].https：//www.sohu.com/a/540609237_385655.
[2] 崔允漷，夏雪梅.教學评一致性：意义与含义[J].中小学管理，2013（1）：4-6.
[3] 中华人民共和国教育部.义务教育科学课程标准（2022年版）[S].北京：北京师范大学出版社，2022
[4] 吴向东.数字时代的科学教育：鸢尾花（IRIS）数字化探究之旅[M].广州：华南理工大学出版社，2012.
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